全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀高壓灼燒電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域。涉及血細(xì)胞分析儀高壓灼燒電路。
【背景技術(shù)】
[0002]血細(xì)胞分析儀是醫(yī)院臨床檢驗(yàn)廣泛應(yīng)用的儀器之一。在電阻抗計(jì)數(shù)原理下，寶石小孔的通暢與否，直接影響了血細(xì)胞分析儀能否正常檢測(cè)血細(xì)胞。寶石小孔直徑只有50到100微米，易累積細(xì)胞碎片、蛋白質(zhì)等殘留物質(zhì)并堵塞小孔，因此寶石小孔的排堵效果好壞直接影響儀器分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0003]血細(xì)胞分析儀高壓灼燒排堵原理是在寶石小孔兩端加上一個(gè)大小約為90V的電壓，這樣在正負(fù)電極達(dá)到一定距離后會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象，產(chǎn)生電火花將蛋白質(zhì)、細(xì)胞碎片等殘留物質(zhì)灼燒成更小的碎片，再通過清洗液沖洗將殘留物質(zhì)徹底清除掉達(dá)到寶石小孔排堵的目的。高壓灼燒想要達(dá)到理想的效果，需要滿足三個(gè)要求:第一，電壓要足夠高以達(dá)到拉弧放電的效果；第二，電極間隙不能太遠(yuǎn)；第三，排堵的壓力要適宜，這樣寶石小孔中的不溶物就能被及時(shí)沖走，又不會(huì)造成排堵管脫落和注射器密封圈的漏氣漏水。
[0004]目前，高壓灼燒電源通常采用先逆變?cè)僬鞯姆绞?，即采用一個(gè)變壓器或自耦變壓器升壓的方式，但是這種方法的缺點(diǎn)是變壓器體積較大而且價(jià)格比普通電感要高，還會(huì)產(chǎn)生電磁耦合與其它不必要的干擾，降低了電路的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)了一種高壓灼燒電路，通過升壓電路將DC12V升壓至DC150V，再通過電阻和寶石小孔的分壓，使加在寶石小孔兩端的電壓約為90V，從而達(dá)到對(duì)寶石孔殘留物質(zhì)進(jìn)行灼燒清理的目的。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀高壓灼燒電路，該高壓灼燒電路包括控制信號(hào)電路、升壓電路；控制信號(hào)電路包括ARM控制器，ARM控制器通過選通開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)高壓灼燒的開關(guān)控制，升壓電路將12VDC升壓至150VDC，再通過電阻和寶石小孔的分壓，使加在寶石小孔兩端的電壓為90V。
[0007]所述的選通開關(guān)電路包括選通開關(guān)芯片DG419DY (U42)和電阻R154、R172 ;選通開關(guān)芯片DG419DY (U42)l腳電源控制芯片MAX761 (U44)的8腳，2腳串接R154接地，3腳接地，4腳、8腳接+12V電源，5腳接+5V電源，6腳接控制器和電阻R172下拉，7腳接-12V電源。
[0008]所述的升壓電路包括集成電源控制芯片MAX761 (U44)、場(chǎng)效應(yīng)管IFR620 (Q1)、二極管 IN5819 (D12)、MUR120 (D20、D14)、功率電感 L5 和電阻 R157、R156、R202、R201 以及電容C106、C103、C105、C104、C97 ;芯片MAX761的7號(hào)引腳連接到場(chǎng)效應(yīng)管IFR620 (Ql)的源級(jí)和二極管IN5819 (D12)的陽極，3號(hào)引腳外接反饋電阻R156、R157以及濾波電容C105，2、4、6腳接地，5腳串接電容C104接地；場(chǎng)效應(yīng)管IRF620 (Ql)柵極連接到DG419DY芯片的I腳和二極管IN5819陰極以及電容C97的正極，柵極和漏極之間跨接功率電感L5，漏極接二極管MUR120 (D13)陽極；二極管MUR120 (D13)陰極接電容C106、C103和電阻R156以及二極管D20、D14陽極；二極管D20、D14陰極分別串接電阻R201、R202再接寶石小孔。
[0009]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0010]當(dāng)ARM控制器給選通芯片DG419DY輸入高電平控制信號(hào)時(shí)，其I腳與8腳連通輸出12V電壓，電源控制芯片MAX761的8腳得電工作，該芯片通過控制7腳輸入電流通斷來控制功率電感L5電感的充放電，從而達(dá)到升壓的目的，電源控制芯片MAX761的3腳為反饋參考電壓輸入端，其電壓為1.5V，輸入電流極小可忽略不計(jì)，因此輸出電壓計(jì)算公式為:
[0011]Vout=L 5*(R156+R157)/R157(I)
[0012]其中，V-為二極管D13陰極的電壓，電阻R156阻值為15kQ，R157為阻值為1.5ΜΩ,根據(jù)公式(1)，可以得到ν_=151.5ν。輸出電壓通過分壓電阻R201 (或R202)加在寶石小孔兩端，產(chǎn)生放電現(xiàn)象，從而達(dá)到對(duì)寶石孔殘留物質(zhì)進(jìn)行灼燒清理的目的。
[0013]本實(shí)用新型的工作過程是:
[0014]選通芯片DG419DY接收來自ARM控制器的控制信號(hào)。當(dāng)控制信號(hào)為O時(shí)，選通開關(guān)輸出電壓為OV ;當(dāng)控制信號(hào)為I時(shí)，選通開關(guān)的輸出電壓為12V。
[0015]選通芯片DG419DY的輸出電壓作為升壓電路的輸入電壓，連接到電源控制芯片ΜΑΧ761的8號(hào)引腳。當(dāng)輸入電壓為12V時(shí)，在電源控制芯片ΜΑΧ761的3號(hào)引腳輸出一個(gè)
1.5V的穩(wěn)定參考電壓，由公式(I)得到輸出電壓Vwt大小為151V ;當(dāng)輸入電壓為OV時(shí)，升壓電路得到的輸出電壓為0V，通過在功率電感L5和電源控制芯片ΜΑΧ76的LX引腳之間串接一個(gè)高耐壓的N溝道場(chǎng)效應(yīng)管IRF620形成共柵-共源電路，場(chǎng)效應(yīng)管的柵極連在+12V輸入端為高頻信號(hào)提供一條到地的通路，電源控制芯片ΜΑΧ761在每個(gè)開關(guān)周期的開始將能量從輸入電源傳遞到功率電感L5，大約在6.8ys內(nèi)自動(dòng)充電，終止時(shí)充電電流達(dá)到1A，功率電感L5隨后在小于500ns的時(shí)間內(nèi)將其儲(chǔ)存能量釋放給輸出電容，電源控制芯片MAX761的最小關(guān)斷時(shí)間為1300ns，輸出二極管在下一個(gè)開關(guān)周期開始前可獲得至少100ns的反向恢復(fù)時(shí)間。
[0016]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:在滿載和125kHz開關(guān)頻率的情況下，本新型所需要的外圍器件比相應(yīng)變壓器電路要小得多，電感的直徑僅為10mm，電路可以從12V升壓到150V穩(wěn)壓輸出，功率可達(dá)到4500mW，實(shí)用性大大提高。共柵-共源放大電路由場(chǎng)效應(yīng)管共源放大電路與場(chǎng)效應(yīng)管共柵放大電路串聯(lián)而成，這種電路結(jié)構(gòu)減小了輸入輸出之間的耦合，避免了電路自激現(xiàn)象的產(chǎn)生。此外，電流波形具有較陡的上升沿與下降沿，從而大大降低了開關(guān)損耗，使電壓由+12V轉(zhuǎn)換為+150V穩(wěn)定輸出。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖。主要包括ARM控制器、共柵-共源電路、選通開關(guān)電路、濾波電路、升壓電路五大部分。
[0018]圖2為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的總電路原理圖。其中左圖為選通開關(guān)電路，U42為選通芯片DG419DY，右圖為升壓電路，U44為電源控制芯片MAX761，Ql為場(chǎng)效應(yīng)管IRF620，其中左圖的選通芯片DG419DY的I號(hào)引腳與右圖升壓電路的電源控制芯片MAX761的8號(hào)引腳進(jìn)行連接。
[0019]圖3為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的開關(guān)電路原理圖。其中控制信號(hào)來自ARM控制器，DG419DY為選通芯片。
[0020]圖4為本實(shí)用新型的的一個(gè)實(shí)施例的升壓電路原理圖。其中U44是電源控制芯片MAX761，Ql是N-溝道場(chǎng)效應(yīng)管，D12為二極管，L5為電感。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本實(shí)用新型將結(jié)合附圖，通過以下實(shí)施例作進(jìn)一步說明。
[0022]實(shí)施例。
[0023]本實(shí)施例中的選通芯片U 42采用的是選通芯片DG419DY，電源控制芯片U44采用的是電源控制芯片MAX761，Ql采用的是N溝道場(chǎng)效應(yīng)管IRF620。
[0024]圖2為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的總電路原理圖。其中左圖為開關(guān)電路，U42為選通芯片DG419DY，右圖為升壓電路，U44為電源控制芯片MAX761，Ql為場(chǎng)效應(yīng)管IRF620，其中左圖的選通芯片的I號(hào)引腳與右圖升壓電路的電源控制芯片MAX761的8號(hào)引腳進(jìn)行連接。
[0025]圖3為本實(shí)施例的開關(guān)電路的原理圖，選通芯片DG419DY的6號(hào)引腳(IN引腳)接收來自ARM控制器的控制信號(hào)，SI和S2分別接地和接一個(gè)+12V的電源，VDD接一個(gè)+12V的電源，C94和C95分別為10 μ F和100 μ F的電容。
[0026]圖4為本實(shí)施例的升壓電路的原理圖，U44為電源控制芯片ΜΑΧ761，其8號(hào)引腳連接到選通芯片DG419DY的I號(hào)引腳，7號(hào)引腳連接到場(chǎng)效應(yīng)管IRF620的源級(jí)，3號(hào)引腳連接到電阻R156與電阻R157之間。Ql為場(chǎng)效應(yīng)管IRF620，其柵極連接到選通芯片DG419DY的I號(hào)引腳，柵極和源極之間跨接一個(gè)二極管ΙΝ5019，柵極和漏極之間跨接一個(gè)ΙΟΟμΗ的電感。D13、D14、D20 為二極管 MUR120。
[0027]本實(shí)用新型的工作過程是:
[0028]選通芯片DG419DY接收來自ARM控制器的控制信號(hào)。當(dāng)控制信號(hào)為O時(shí)，選通芯片DG419DY的內(nèi)部開關(guān)撥至SI，這時(shí)，選通芯片DG419DY的I號(hào)引腳輸出一個(gè)OV的電壓；當(dāng)控制信號(hào)為I時(shí)，選通芯片DG419DY的內(nèi)部開關(guān)撥至S2，這時(shí)，選通芯片DG419DY的I號(hào)引腳輸出一個(gè)12V的電壓。
[0029]電源控制芯片MAX761的8號(hào)引腳接收來自選通芯片DG419DY的輸出電壓信號(hào)，當(dāng)該信號(hào)為12V時(shí)，電源控制芯片MAX761的3號(hào)引腳將會(huì)輸出一個(gè)穩(wěn)定的大小為1.5V的參考電壓，即電阻Rl57兩端的電壓大小為1.5V，根據(jù)電阻Rl56與電阻Rl57的串聯(lián)關(guān)系，可以得到在R156的右端節(jié)點(diǎn)的電壓大小為150V，這樣，此電路就完成了由12V到150V的升壓過程。在每個(gè)開關(guān)周期的開始，電源控制芯片MAX761將能量從輸入電源傳遞到電感L5，自動(dòng)充電過程大約需要6.8 μ s，終止時(shí)此充電電流達(dá)到1Α，電源控制芯片ΜΑΧ761關(guān)斷時(shí)，功率電感L5在隨后的500ns內(nèi)將其儲(chǔ)存的能量釋放給電容。當(dāng)功率電感L5的電流降為O時(shí)，為了防止場(chǎng)效應(yīng)管IRF620的漏極發(fā)生振蕩，本實(shí)用新型采用了 MUR120 二極管。此外，電路在工作過程中，電源控制芯片MAX761的LX引腳容易受到正向尖峰的沖擊，故在LX引腳與選通芯片DG419DY的D端之間跨接一個(gè)快恢復(fù)二極管1N5819對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。
[0030]在滿載和125kHz開關(guān)頻率下，本實(shí)用新型所需的外圍器件比相應(yīng)的變壓器電路要少得多，電感L5的直徑僅為10mm，此外，該電路可以從12V升壓至150V的穩(wěn)壓輸出，輸出功率可達(dá)4500mW，芯片采用的是PFM方式，工作效率高，當(dāng)以最大輸出功率工作時(shí)，效率能達(dá)到84%ο
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀高壓灼燒電路，其特征在于:該高壓灼燒電路包括控制信號(hào)電路、升壓電路；控制信號(hào)電路包括ARM控制器，ARM控制器通過選通開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)高壓灼燒的開關(guān)控制，升壓電路將12VDC升壓至150VDC，再通過電阻和寶石小孔的分壓，使加在寶石小孔兩端的電壓為90V。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀高壓灼燒電路，其特征在于:所述的選通開關(guān)電路包括選通開關(guān)芯片DG419DY(U42)和電阻R154、R172 ;選通開關(guān)芯片DG419DY(U42) I腳連接電源控制芯片MAX761 (U44)的8腳，2腳串接R154接地，3腳接地，4腳、8腳接+12V電源，5腳接+5V電源，6腳接ARM控制器和電阻R172下拉，7腳接-12V電源。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀高壓灼燒電路，該高壓灼燒電路包括控制信號(hào)電路、升壓電路；控制信號(hào)電路包括ARM控制器，ARM控制器通過選通開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)高壓灼燒的開關(guān)控制，升壓電路將12VDC升壓至150VDC，再通過電阻和寶石小孔的分壓，使加在寶石小孔兩端的電壓為90V。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：在滿載和125kHz開關(guān)頻率的情況下，本新型所需要的外圍器件比相應(yīng)變壓器電路要小得多，實(shí)用性大大提高。共柵-共源放大電路由場(chǎng)效應(yīng)管共源放大電路與場(chǎng)效應(yīng)管共柵放大電路串聯(lián)而成，這種電路結(jié)構(gòu)減小了輸入輸出之間的耦合，避免了電路自激現(xiàn)象的產(chǎn)生。
【IPC分類】H02M3-155
【公開號(hào)】CN204376706
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520032835
【發(fā)明人】李富貴, 萬里霞, 羅亮, 張星原, 聶子坤, 黃凱, 梁志偉
【申請(qǐng)人】南昌百特生物高新技術(shù)股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日